STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A3評(píng)估套件用于通過(guò)VL53L4ED飛行時(shí)間傳感器學(xué)習(xí)、評(píng)估和開發(fā)應(yīng)用。STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A3套件非常適合用于增程測(cè)量，設(shè)計(jì)用于遠(yuǎn)距離、多目標(biāo)測(cè)量。VL53L4ED飛行時(shí)間傳感器可提供長(zhǎng)達(dá)6米的精確距離測(cè)量，并改善了環(huán)境光下的性能。該傳感器設(shè)有一個(gè)激光發(fā)射器，視場(chǎng) (FoV) 為18° 。VL53L4ED采用ST專利算法和創(chuàng)新的模塊結(jié)構(gòu)，可以檢測(cè)并深入了解視場(chǎng)內(nèi)的多個(gè)對(duì)象。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A3 評(píng)估套件數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

ST直方圖算法可確保蓋玻片的抗串?dāng)_性能超過(guò)80cm，為80cm以下目標(biāo)提供動(dòng)態(tài)污點(diǎn)補(bǔ)償。與所有基于ST FlightSense技術(shù)的飛行時(shí)間傳感器一樣，VL53L4ED提供絕對(duì)距離測(cè)量，不受顏色和反射率影響。

特性

• 配有Arduino UNO R3連接器
• 提供完整的系統(tǒng)軟件，包括代碼示例和圖形用戶界面
• 符合RoHS、CE、UKCA和中國(guó)RoHS指令
• 0.25 mm、0.5 mm和1 mm墊片，用于模擬氣隙
• 2個(gè)不同的蓋玻片，可保護(hù)傳感器免受灰塵影響

示意圖

STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A3評(píng)估套件技術(shù)解析與應(yīng)用實(shí)踐

一、評(píng)估套件架構(gòu)組成與核心特性

?1.1 硬件組成架構(gòu)?
P-NUCLEO-53L4A3評(píng)估套件采用模塊化設(shè)計(jì)，包含三個(gè)核心組件：

• VL53L4ED ToF傳感器擴(kuò)展板（X-NUCLEO-53L4A3）
• STM32 Nucleo-64開發(fā)板（NUCLEO-F401RE）
• VL53L4ED ToF高性能接近傳感器（VL53L4EDV0DH/1）

該套件還配備了0.25mm、0.5mm和1mm三種厚度的隔離墊片，用于模擬實(shí)際應(yīng)用中的空氣間隙，以及兩種不同規(guī)格的保護(hù)玻璃，有效防護(hù)傳感器免受灰塵污染。

?1.2 關(guān)鍵技術(shù)特性?

• 支持Arduino UNO R3連接器標(biāo)準(zhǔn)
• 完整的軟件開發(fā)套件，包含代碼示例和圖形用戶界面
• 符合RoHS、CE、UKCA和中國(guó)RoHS認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

二、VL53L4ED ToF傳感器的技術(shù)創(chuàng)新

?2.1 測(cè)量性能突破?
VL53L4ED作為新一代飛行時(shí)間傳感器，在測(cè)量性能上實(shí)現(xiàn)顯著提升：

• ?擴(kuò)展測(cè)量范圍?：最遠(yuǎn)測(cè)量距離可達(dá)6米
• ?多目標(biāo)檢測(cè)?：能夠在視場(chǎng)角內(nèi)同時(shí)檢測(cè)多個(gè)目標(biāo)，并實(shí)現(xiàn)深度理解
• ?短距離精度優(yōu)化?：在短距離測(cè)量中表現(xiàn)尤為出色

?2.2 光學(xué)系統(tǒng)創(chuàng)新?
采用18°視場(chǎng)角的新一代激光發(fā)射器，在環(huán)境光照條件下仍能保持優(yōu)異的性能表現(xiàn)?；赟T專利算法和創(chuàng)新的模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳感器具備覆蓋玻璃串?dāng)_免疫力，在80厘米以上距離能有效抑制串?dāng)_干擾，同時(shí)在80厘米以下距離提供動(dòng)態(tài)污跡補(bǔ)償功能。

?2.3 FlightSense技術(shù)優(yōu)勢(shì)?
與所有基于ST FlightSense技術(shù)的ToF傳感器一樣，VL53L4ED能夠記錄絕對(duì)距離測(cè)量值，不受目標(biāo)顏色和反射率的影響，這一特性為各種應(yīng)用場(chǎng)景提供了穩(wěn)定的性能保障。

三、系統(tǒng)集成與開發(fā)環(huán)境

?3.1 擴(kuò)展板功能設(shè)計(jì)?
X-NUCLEO-53L4A3擴(kuò)展板集成了3.3V電壓調(diào)節(jié)器，為VL53L4ED傳感器提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)，同時(shí)配備了必要的連接接口。用戶需要通過(guò)編程NUCLEO-F401RE開發(fā)板來(lái)控制擴(kuò)展板功能，兩者通過(guò)兼容Arduino的連接器CN5、CN6、CN8和CN9實(shí)現(xiàn)連接。

?3.2 開發(fā)板靈活性?
NUCLEO-F401RE STM32 Nucleo開發(fā)板提供了經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，支持用戶快速驗(yàn)證創(chuàng)意和構(gòu)建原型。開發(fā)板支持多種STM32微控制器組合，用戶可根據(jù)具體需求在性能、功耗和功能特性之間進(jìn)行靈活選擇。

四、安全規(guī)范與應(yīng)用場(chǎng)景

?4.1 激光安全考慮?
VL53L4ED包含激光發(fā)射器及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路。按照IEC 60825-1:2014（第三版）標(biāo)準(zhǔn)，在正常使用條件下，激光輸出始終維持在Class 1激光安全限值內(nèi)。為確保安全性，用戶必須使用STMicroelectronics推薦的設(shè)備設(shè)置，并嚴(yán)格遵守?cái)?shù)據(jù)手冊(cè)中規(guī)定的操作條件。禁止增加激光輸出功率或使用任何光學(xué)器件聚焦激光束。

?4.2 主要應(yīng)用領(lǐng)域?
該評(píng)估套件主要面向以下應(yīng)用場(chǎng)景：

• ?個(gè)人電子設(shè)備?
• ?音頻視頻設(shè)備?
• ?游戲與無(wú)人機(jī)?
• ?虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)?
• ?可穿戴設(shè)備?

五、擴(kuò)展能力與設(shè)計(jì)資源

?5.1 可選擴(kuò)展板支持?
SATEL-VL53L4ED擴(kuò)展板設(shè)計(jì)用于將VL53L4ED傳感器遠(yuǎn)程連接到任何類型的電子控制器。這些擴(kuò)展板可以直接通過(guò)兩個(gè)6針連接器插入VL53L4ED擴(kuò)展板，也可以通過(guò)飛線連接到擴(kuò)展板。用戶可以單獨(dú)購(gòu)買擴(kuò)展板（參考型號(hào)：SATEL-VL53L4ED），評(píng)估套件中已提供兩塊擴(kuò)展板。

?5.2 設(shè)計(jì)資源獲取?
P-NUCLEO-53L4A3套件的完整原理圖可通過(guò)以下鏈接獲?。?/p>

• X-NUCLEO-53L4A3原理圖
• NUCLEO-F401RE原理圖

六、技術(shù)實(shí)踐建議

?6.1 開發(fā)建議?
對(duì)于初次使用該評(píng)估套件的開發(fā)者，建議按照以下步驟進(jìn)行：

1. 首先熟悉X-NUCLEO-53L4A3擴(kuò)展板的基本功能
2. 通過(guò)提供的代碼示例學(xué)習(xí)傳感器編程方法
3. 利用圖形用戶界面進(jìn)行功能驗(yàn)證和參數(shù)調(diào)優(yōu)
4. 結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行定制化開發(fā)

?6.2 性能優(yōu)化方向?
基于VL53L4ED的技術(shù)特性，開發(fā)者可以在以下方面進(jìn)行深度優(yōu)化：

• 針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)景的距離測(cè)量精度優(yōu)化
• 多目標(biāo)檢測(cè)算法的定制開發(fā)
• 環(huán)境光影響下的性能穩(wěn)定性提升